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TW201411454A - 觸控系統中的物件偵測 - Google Patents

觸控系統中的物件偵測 Download PDF

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Publication number
TW201411454A
TW201411454A TW102115377A TW102115377A TW201411454A TW 201411454 A TW201411454 A TW 201411454A TW 102115377 A TW102115377 A TW 102115377A TW 102115377 A TW102115377 A TW 102115377A TW 201411454 A TW201411454 A TW 201411454A
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TW
Taiwan
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value
plane
interaction
signal
unit
Prior art date
Application number
TW102115377A
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English (en)
Inventor
Andreas Bjorklund
Tomas Christiansson
Mats Petter Wallander
Nicklas Ohlsson
Original Assignee
Flatfrog Lab Ab
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Application filed by Flatfrog Lab Ab filed Critical Flatfrog Lab Ab
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Abstract

一偵測平面上一物件之方法，其中該平面用以傳輸該平面內之一訊號，使得該物件可藉由接觸該平面之一觸控面影響該訊號；該方法包括下列步驟：定義複數個與該觸控面相關的重建單元，各重建單元在該觸控面上具有一既定位置，其分別與該觸控面上該訊號的一組傳輸路徑相交；由一訊號檢測裝置取得一輸出訊號，該檢測裝置用以量測各傳輸路徑之一訊號屬性；處理該輸出訊號，藉以得到各傳輸路徑的一互動值；以及依據該組傳輸路徑與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值；其中該單元值係該互動值之一子集之函數，該互動值接近用以指出互動不存在的一目標值。

Description

觸控系統中的物件偵測
本發明係關於觸控系統，以及此系統中的資料處理技術。
觸控系統廣泛出現於各種應用中。一般而言，觸控系統可被手指或觸控筆等觸控物件所致動，無論是直接接觸或接近(未接觸)一觸控面。觸控系統可為筆記型電腦、控制面板上的觸控板，其常覆於手持設備(例如行動電話)的顯示器之上。覆於顯示器上，或者與顯示器整合的觸控系統又被稱為觸控螢幕。本領域包括許多各式各樣的應用。
目前的觸控系統傾向設計成能夠同時偵測兩個或兩個以上的觸碰，而此功能在業界通常被稱為「多點觸控」。現今已有許多已知的技術能夠提供多點觸控靈敏度，例如，使用相機補捉散佈於觸控面板上的點、在面板上整合電阻絲電網、電容感測器、應變器等。
專利文獻US2004/0252091揭露了一種替代技術，其係依據受抑制完全內部反射(FTIR)技術。透過完全內部反射，耦接至平面的散光片可用以在平面中傳播光線。當一物件與一面板的表面接觸時，在觸控點上的兩個或兩個以上的光片 會局部衰減。光感測器陣列可配置於平面的周邊，用以偵測各個光片所接收到的光。透過幾何追蹤(geometrically back-tracking)，並對所接收的光量衰減做三角測量，可在平面表面上建立出粗略的光場。此即表示，這方法的最終數量會與接觸區域的位置和大小有關。
專利文獻US2009/0153519揭露一種平面，其可在複數個訊號路徑上傳輸訊號。斷層照相裝置(Tomography)可配置於平面相鄰處，斷層照相裝置具有訊號出入埠，其配置於平面之邊界上分散的位置處。不同訊號路徑的訊號出入埠上所量測的訊號值配置成一sinogram( b )，並以斷層掃描的方式處理，藉以產生像素網格中平面導電率之代表值( x )，之後即可完成平面上觸控物件之偵測。此技術是以斷層系統的線性模型 Ax=b 為基礎。系統矩陣 A 可在廠內計算，而其反矩陣 A -1 可透過截斷的SVD演算法計算得到，並依據所量測到的訊號值之sinogram b 得到像素網格的導電率 x=A -1 b 。因此，各像素之導電率可為所量測的訊號值之線性組合。專利文獻US2009/0153519亦表示：某些訊號路徑的訊號值可以捨棄、不必量測，例如，某些過短訊號路徑、或已知只能產生微弱訊號的訊號路徑之訊號值。
專利文獻US2009/0153519中之技術僅為已知利用斷層演算法並依據衰減介極上的投射量測重建衰減介質之剖面的直接實施例而已。其中許多斷層技術為已廣為人知，例如，濾波反投射法(Filtered Back Projection，FBP)，以快速傅立葉為基礎的演算法(FFT-based algorithms)、代數重建技術(Algebraic Reconstruction Technique，ART)，同步代數重建技 術(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique，SART)等。在一般層面上，斷層演算法可利用背投射技術或投射量測之反轉函數產生可代表衰減介質的相干區域。反轉函數可在空間域或傅立葉域中操作，可用以求出線性方程系統的解。一般而言，在上述的斷層演算法中，反轉函數可產生影像中一像素的相干區域，該相干區域可表示成該像素上的投射量測值之線性組合，或其他部分像素之投射量測值的線素組合。進一步的細節可參照文獻「電腦斷層掃描之數學」("The Mathematics of Computerized Tomography"，by F Natterer，2001，Chapter V："Reconstruction algorithms")。
以往，斷層演算法是為了醫療成像目的所設計，其用以處理衰減介質上各個特定角度上所產生的大量投射量測值，其中大量的投射量測值是藉由施轉量測系統而得。然而，觸控系統具有固定的量測系統，固定的量測系統只會在與斷層演算法不匹配的訊號路徑上產生有限數量的投射量測值。這可能會在最終的圖像中引入重建誤差，變得難以正確偵測觸控物件。在互動性強的物件的存在下，重建誤差會使互動性弱的物件難以被偵測，或著難以區別觸控面上互相鄰近的物件。
此外，一般而言，觸控系統必須能夠以高重複率(例如，10-100Hz)即時產生圖像。
因此，需要一種能夠透過訊號傳輸面板上的投射量測值偵測物件的更好的方法。
本發明的目的在於克服先前技術的限制。
本發明的另一目的在提供一種觸碰偵測技術，其不受觸控面上投影量測配置的影響。
本發明又一目的在提供即時的觸控偵測技術。
本發明的所有目的，包括後文所述的目的，至少部分係透過獨立及附屬申請專利範圍所界定的手段方法、電腦可讀取媒體、裝置及觸控感測裝置所達成。
本發明可觀察觸控面上物件所產生的隔絕區域，以及觸控面上未被物件影響的大部分區域。藉由此方式，代表觸控面上一選出的單元之接觸狀態的特徵單元值，可從與該選出的單元相交的傳輸路徑之互動值推得。在本文中，當傳輸路徑穿過一單元延伸時，其視為與該單元相交。特徵單元值可表示未與任何物件相交的傳輸路徑，如果所選的單元上存在這樣的傳輸路徑的話。否則，特徵單元值係用以表示所選的單元上與一單一物件相交的傳輸路徑。為達到理想的特性，特徵單元值之計算會因為互動值的格式而有所不同，若傳輸路徑上存在互動關係，則其互動值會同時比沒有互動關係者大及小，否則只會比較大或比較小。因此，本發明之概念包括第一發明技術與第二發明技術。
一般而言，本發明之技術可直接從與各個單元相交的傳輸路徑判斷出接觸狀態。因此，本發明可避免使用斷層處理，進而消除斷層處理所造成的固有重建誤差。本發明為一直接的技術，不必透過找出方程式的線性系統解，因而可使訊號處理器以較高的效率運作。由於傳輸路徑的互動值可直接求 取單元值，因此本發明不需要觸控面上的傳輸路徑以特定方式配置。特徵單元值的計算方式也改善了當觸控面上存在強觸碰時偵測弱觸碰的能力。亦須注意的是，本發明可與先進的影像重建技術(例如斷層掃描技術)合併運用，藉以檢驗單元內是否發生重建錯誤。
第一發明技術中的第一部分是一偵測平面上一物件之方法，其中該平面用以傳輸該平面內之一訊號，使得該物件可藉由接觸該平面之一觸控面影響該訊號。該方法包括下列步驟：定義複數個與該觸控面相關的重建單元，各重建單元在該觸控面上具有一既定位置，其分別與該觸控面上該訊號的一組傳輸路徑相交；由一訊號檢測裝置取得一輸出訊號，該檢測裝置用以量測各傳輸路徑之一訊號屬性；處理該輸出訊號，藉以得到各傳輸路徑的一互動值；以及依據該組傳輸路徑與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值；其中該單元值係該互動值之一子集之函數，該互動值接近用以指出互動不存在的一目標值
在一實施例中，該傳輸路徑上該物件與該訊號之間的互動可以一既有記號之一互動值表示。
在一實施例中，該互動值係以互斥非負值與互斥非正值表示該傳輸路徑上該物件與該訊號之互動。
在一實施例中，該目標值設定為零。
在一實施例中，該單元值可由下列其中數值中取出：一單一互動值、一百分位值，以及與該選出的重建單元相交的組傳輸路徑之該互動值中一百分比內的平均互動值。
第一發明技術中的第二部分是一計算機可讀取媒體，其包括計算機碼，當其於資料處理系統執行時可實現第一發明技術中的第一部分之方法。
第一發明技術中的第三部分是一在一平面上偵測物件之裝置，其中該平面用以傳送該平面內之訊號，使得該物件藉由接觸該平面之一觸控面即可與該訊號互動。該裝置包括：定義複數個與該觸控面相關的重建單元之手段，重建單元在該觸控面上具有一既定位置，其分別與該觸控面上該訊號的一組傳輸路徑相交；由一訊號檢測裝置取得一輸出訊號之手段，該檢測裝置用以量測各傳輸路徑之一訊號屬性；處理該輸出訊號藉以得到各傳輸路徑的一互動值之手段；以及依據該組傳輸路徑與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值之手段；其中該單元值係該互動值之一子集之函數，該互動值接近用以指出互動不存在的一目標值。
第一發明技術中的第四部分是一觸控感測裝置。 該裝置包括：一平面，用以將訊號由複數個周邊輸入耦合點傳送至複數個周邊輸出耦合點，藉此界定該平面上輸入及輸出耦合點間沿著觸控面延伸的傳輸路徑；在該輸入耦合點上產生該訊號之手段；一訊號檢測裝置，依據在該輸出耦合點所偵測到的訊號產生一輸出訊號；以及如第一發明技術中的第三部分之可用以偵測物件之裝置。
前述第一發明技術中的第一部分之實施例亦可為第一發明技術中的第二部分至第四部分的實施例。
第二發明技術中的第一部分是一偵測平面上一物件之方法，該平面用以傳送該平面內之訊號，使得該物件藉由接觸該平面之一觸控面即可與該訊號互動。該方法包括下列步驟：定義複數個與該觸控面相關的重建單元，各重建單元在該觸控面上具有一既定位置，其分別與該觸控面上該訊號的一組傳輸路徑相交；由一訊號檢測裝置取得一輸出訊號，該檢測裝置用以量測各傳輸路徑之一訊號屬性；處理該輸出訊號，藉以得到各傳輸路徑的一互動值，該傳輸路徑上該該物件與該訊號之間的互動可表示成大於或小於一目標值的一互動值，其中該目標值用以表示該互動不存在的一目標值；以及依據該組傳輸路徑與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值；其中該單元值係為該組傳輸路徑之至少部分互動值的集中趨勢強度量測值。
在一實施例中，該集中趨勢的強度量測係用以表示該等互動值中至少一部分的中位數值。
在一實施例中，方法更包括下列步驟：評估該物件在該觸控面上之一位址；並依據該位置為該選出的重建單元選擇該組傳輸路徑之一子集，其中該傳輸路徑與該選出的重建單元相交，其中該子集排除與該等物件中至少一者之位置相交的傳輸路徑，其中該集中趨勢的強度量測為該選出的子集之該互動值。
第二發明技術中的第二部分是一計算機可讀取媒體，其包括計算機碼，當其於資料處理系統執行時可實現第二發明技術中的第一部分之方法。
第二發明技術中的第三部分是一偵測平面上一物件之裝置，其中該平面用以傳送該平面內之訊號，使得該物件藉由接觸該平面之一觸控面即可與該訊號互動。該裝置包括：定義複數個與該觸控面相關的重建單元之手段，各重建單元在該觸控面上具有一既定位置，其分別與該觸控面上該訊號的一組傳輸路徑相交；由一訊號檢測裝置取得一輸出訊號之手段，該檢測裝置用以量測各傳輸路徑之一訊號屬性；處理該輸出訊號，藉以得到各傳輸路徑的一互動值之手段，該傳輸路徑上該該物件與該訊號之間的互動可表示成大於或小於一目標值的一互動值，其中該目標值用以表示該互動不存在的一目標值；以及依據該組傳輸路徑與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值之手段；其中該單元值係為該組傳輸路徑之至少部分互動值的集中趨勢強度量測值。
第一發明技術中的第四部分是一觸控感測裝置。該觸控感測裝置包括一平面，用以將訊號由複數個周邊輸入耦合點傳送至複數個周邊輸出耦合點，藉此界定該平面上輸入及輸出耦合點間沿著觸控面延伸的傳輸路徑；在該輸入耦合點上產生該訊號之手段；一訊號檢測裝置，依據在該輸出耦合點所偵測到的訊號產生一輸出訊號；以及第二發明技術中的第三部分之裝置。
前述第二發明技術中的第一部分之實施例亦可為第二發明技術中的第二部分至第四部分的實施例。
下述實施例可同時應用到第一與第二明技術。雖 然其以應用至第一部分的實施例做說明，但這些實施例同時亦可應用至第二部分至第四部分。
在一實施例中，該方法包括步驟：在產生該單元值之前，藉由各傳輸路徑與各該選出的重建單元之間重疊部分所對應的各交集值，將與該選出的重建單元相交的該互動值予以正規化。
在一實施例中，產生該單元值之步驟係執行於該觸控面上一關注區域內的複數個選出的重建單元上。該方法更包括藉由對該傳輸路徑之至少部分互動值執行一影像重建演算法，以產生相干區域之二維分佈，其中該相干區域表示該觸控面上之互動情況；以及處理該二維分佈以對關注區域進行辨識。舉例而言，該二維分佈中所識別出的該關注區域包含至少一物件，該關注區域指出一物件之存在的一相干區域。
在一實施例中，該互動值係表示相對於該傳輸路徑之一參考值上之互動的改變。
在一實施例中，該方法更包括步驟：藉由比較該單元值與一臨界值判斷該選出的重建單元之一接觸狀態，其中該接觸狀態指出該選出的重建單元中一物件之存在與否。。
在一實施例中，該訊號檢測裝置係用以透過該平面之一前表面與一相對面之間的內部反射量測沿著該平面內該傳輸路徑傳播之光線能量，其中該前表面界定該觸控面，並且可使光線受到該物件的互動而衰減。
此外，下文、附圖以及申請專利範圍皆會詳述本發明的其他特徵、面向及優點。
100‧‧‧峰值
1‧‧‧觸控面
2‧‧‧發射器
3‧‧‧感測器
4‧‧‧透光平面
5‧‧‧邊界表面
6‧‧‧邊界表面
7‧‧‧觸控物件
10‧‧‧訊號處理器
12‧‧‧控制器
13‧‧‧處理單元
14‧‧‧記憶體
102‧‧‧2D圖譜
T1‧‧‧觸碰
T2‧‧‧觸碰
T3‧‧‧觸碰
T4‧‧‧觸碰
j1‧‧‧單元
j2‧‧‧單元
j3‧‧‧單元
j10‧‧‧單元
j11‧‧‧單元
j12‧‧‧單元
j21‧‧‧單元
j50‧‧‧單元
j51‧‧‧單元
j70‧‧‧單元
j71‧‧‧單元
Di‧‧‧偵測線
D8‧‧‧偵測線
D10‧‧‧偵測線
D15‧‧‧偵測線
D17‧‧‧偵測線
D20‧‧‧偵測線
D25‧‧‧偵測線
D40‧‧‧偵測線
Mj1‧‧‧範圍
Mj2‧‧‧範圍
Mj3‧‧‧範圍
10A‧‧‧輸入
10B‧‧‧輸出
140~145‧‧‧手段
90~97‧‧‧步驟
91’‧‧‧步驟
下文將參照附圖詳細說明本發明的各個實施例。
第1圖為一觸控感測裝置之上視圖。
第2A圖至第2B圖為一觸控感測裝置之上視圖及側視圖，該觸控感測裝置使用受限的完全內部反射(FTIR)。
第3圖為一觸控面上之重建網格的上視圖，該觸控面具有兩個觸碰。
第4A圖至第4C圖為第3圖中與一單元相交的偵測線之上視圖。
第5A圖至第5C圖為第4A圖至第4C圖中偵測線之衰減值的曲線圖。
第6A圖至第6C圖為第5A圖至第5C圖中之衰減值以大小排列之曲線圖。
第7圖至第8圖為重建單元之簡化實施例，其中採用不同格式說明本發明之觸控感測技術。
第9A圖至第9B圖為依據本發明之實施例之偵測方法流程圖。
第10圖使用第9圖中之方法，以驗證習知影像重建處理技術下所得到的2D圖。
第11圖說明依據其他觸碰之位置選擇偵測線之子集之技術。
第12圖使用第11圖之技術以驗證觸碰之間的間隔。
第13圖繪示與多個重建單元相交的偵測線。
第14A圖至第14C圖為第4A圖至第4C圖中偵測線群組上互 動強度的曲線圖。
第15A圖至第15C圖為第5A圖至第5C圖中之衰減值在以互動強度正規化後以大小排列之曲線圖。
第16圖為實施第9A圖與第9B圖中方法之裝置方塊圖。
下文將以多個實施例說明偵測觸控感測裝置上與觸控面接觸的物件之技術。在下文中，相同參考符號係用以表示相對應的元件。
1.觸控感測裝置
第1圖為觸控感測裝置100示意圖，該觸控感測裝置100可在觸控面1上傳輸一訊號，當一物件接近或接觸該觸控面1時，會使所傳輸的訊號屬性發生變化。觸控感測裝置100包括發射器與感測器，配置於觸控面的周邊。每對發射器與感測器組成了一個「偵測線」，而偵測線又對應至由發射器發射至感測器的訊號之傳輸路徑。在第1圖中只以一偵測線D做說明，該偵測線係由發射器2發射至感測器3，儘管如此，值得注意的是，一般會安排由多個偵測線交織成更多或更少的網格。任何沿著偵測線D接觸觸控面的物件皆有可能改變感測器3所量測到的訊號屬性。
感測器電性耦接至訊號處理器10，該訊號處理器10可取樣和處理感測器的輸出訊號。輸出訊號包含數個子訊號，亦標示為"投射訊號"，分別表示由發射器2至感測器3的發射訊號之屬性。根據不同的實施方式，訊號處理器10必須處理輸出訊號，藉以區分各個投射訊號。輸出訊號可用以表示感測 器3所接收到的能量(或等效參數，例如功率或密度)。如下文所述，訊號處理器10可用以重覆處理輸出訊號以偵測觸控面1上的物件。訊號處理器可擷取各個物件之位置(例如， x,y 座標)、形狀以及面積。下文中，"框架"表示一重複事件，其由資料收集開始，並以偵測所收集的資料為結束。
觸控面1上之物件包括控制物件，使用者可積極地控制它，並在觸控面上產生一個動作。這些控制物件可在觸控面1產生「觸碰」。觸控面1上的物件亦包括一些不經意的物件，其出現在觸控面1上，但無意產生任何動作，但卻會對觸碰的偵測造成干擾。這些無意的物件可合稱為「污染」，包括指紋、油脂外溢、塗抹或沉積。如下文所述，可透過處理投射訊號來抑制或消除這些污染的影響，並保留觸控面1上所偵測到的觸碰。
在第1圖的實施例中，裝置100也包括一控制器12，其可選擇性地控制發射器2的啟動，並讀取感測器3之資料。訊號處理器10與控制器12可為分離的元件，或整合成一單一元件。訊號處理器10可包括一處理單元13，其可與一電子記憶體14連同運作。
裝置100可採用各種形式的傳輸訊號。所發射的訊號可為觸控面上的任何輻射或能量波，包括可見光、紅外光、紫外光、電能、電磁能、磁能、聲能、超聲能或振動能量，但本發明不必以此為限。
本發明之實施例可應用於裝置100之中，而裝置100可採用背景技術中述所的受抑制完全內部反射技術 (frustrated完全內部反射，FTIR)。第2A圖至第2B圖繪示一"FTIR系統"，其包括發射器2與感測器3，沿著透光平面4的周邊設置，形成表面1。平面4可為一層或多層固體材料，並且可具有各種形狀。平面4定義了內部輻射的傳播通道，光線可在通道內部反射而傳播。在第2A圖的實施例中，傳播通道位於平面4的邊界表面5與6之間，其中上表面5允許傳播光線與觸控物件7發生互動，因而形成了所謂的觸控面1。當將光線投射入平面4時，光線會因為完全內部反射(完全內部反射，TIR)而在觸控面1的平面4上傳播。光線可因為TIR而在底部表面6中反射，或是由底部表面6上的反射塗層所反射。可以了解的是，如果平面同時包括多層不同的材質，傳播通道可與底部表面6彼此隔離。
裝置100可使物件7與觸控面1接觸，並在觸碰點上影響傳播的光線。此時，部分光線會被物件7分散，部分光線會被物件7吸收，而部分光線會沿著原定方向在平面1上傳播。因此，物件7會對全反射造成局部限制，進而降低傳輸光線的能量/功率/密度，如第2A圖中物件7之下游較稀疏的光線所示。
發射器2所產生的光線會在複數個輸入耦合點上與平面1耦合，透過TIR作用而在平面4內部傳播，並在複數個輸出耦合點上被感測器3所感測。在第2B圖的實施例中，耦合至平面1的光線是以光束或波的形狀在觸控面1上發散，而感測器3可以寬廣的角度範圍接收這些光線。因此，光線的傳播路徑即可由發射器2與感測器3所定義。各個投射至觸控面1的光線傳播路徑形成一偵測線D，進而在觸控面1形成偵測線網，如 第2B圖所示。
第2A圖至第2B圖係用以說明一FTIR系統。其他的FTIR系統亦揭露於專利文獻，例如：US6972753、US7432893、US2006/0114237、US2007/0075648、WO2009/048365、WO2010/006882、WO2010/006883、WO2010/006884、WO2010/006885、WO2010/006886、WO2010/064983、和WO2010/134865之中，這些文獻皆納入本發明所參照的範圍之中。本發明之技術適用於任何FTIR系統。
2.資料格式化
如前文所述，訊號處理器10可操作一系列之框架。在各個框架下會判定出各個投射訊號(即各個偵測線D)之投射值，而投射值係用以表示所量測的能量/功率/密度。在下述實施例中，假設各偵測線之投射值會被轉換成"衰減值"。 k 之衰減值：偵測線 D k 為：=-log(I k /REF k )，或者，=log(REF k )-log(I k )，其中， I k 為偵測線 D k 之投射值，而 REF k 為偵測線 D k 之參考值。此格式可以下述方式理解：沿著一偵測線 D k 之傳輸可表示為： T k =I k /REF k =e -ʃ a(x,y)dl ，其中 a(x,y)為觸控面之衰減份佈。藉此，可表示沿著偵測線上的衰減之集合：=-log(T k )=ʃ a(x,y)dl 。值得注意的是，所謂"對數"亦包括各種近似真對數函數的各種函數。
如下文所述，衰減值可視為以參考值 REF k 的時間尺度為基準時偵測線上衰減的變化。
在第一實施例中，亦如專利文獻WO2010/064983、WO2011/049512與WO2012/121652所揭露，參考值是當觸控面 上沒有觸控物件(手指、觸控筆等)之特定校正時間點上的投射訊號，這些校正時間點包括：當裝置100組裝完成時、啟動時，或當使用者重啟裝置100時。這些參考值可儲存於記憶體14之中。在此實施例中，衰減值非為負值，其用以表示從校正時間點開始後各個偵測線的全部累積衰減量。當考量到觸控面上的污染所造成的訊號衰減時，參考值亦可不定時地梗新，藉以涵蓋這些污染所造成的影響，如專利文獻WO2010/064983或WO2012/121652所述。衰減值主要係表示對觸控面之觸碰所造成的全部累計衰減，而衰減值接近零係表示偵測線不存在任何觸碰。第一實施例中的衰減值格式在此簡稱為"累計格式"。對累計格式之衰減值而言，觸碰行為可表示為一個或一個以上重建單元中的正衰減變化。
在第二實施例中，如專利文獻WO2013/048312與WO2013/055282所揭露，在既定的時間間隔△t 中，參考值會被重複地設定成與投射值相等。時間 t 的衰減值因此變成： =-log(I t /I t-△t )=log(I t-△t )-log(I t )，其中 I t 為時間 t 的投射值，而 I t-△t 為時間 t-△t 的投射值。藉由此方式，衰減值可表示偵測線在時段△t 中的衰減變化量。時間間隔△t 可依不同實施例而有不同的設定，其長度可為1個框架乃至於多個框架。可以了解的是，衰減值可由負值到正值，而其中負的衰減值表示衰減量減少(例如，時段△t 期間將物件移除)，而正的衰減值表示衰減量增加(例如，在時段△t 期間加入了物件)。此格式中的衰減值可以改善對快速運動觸碰之偵測能力(相較於於慢速運動的觸碰或未完全觸及觸控面之觸碰而言)，同時也降低觸控面上污染所造成的 影響。
在第二實施例之變型範例中，參考值可在多個時間點上進行更新。舉例而言，可給予參考值一個時域低通濾波的投射值，例如，，其中或可透過任何時域低通濾波法計算。此法之一即忽略指數濾波法(exponentialforgetfilter)，例如：，或，其中0<ε 1。此外，亦可利用移動平均線等來計算或。在這些實例中， m 表示框架，可為任何適當之數值，包括0。
第二實施例中衰減值之格式可簡稱為"差分格式"。值得注意的是，移動的控制物件在差分格式中可以正或負的衰減值表示。因此，對差分格式的衰減值而言，觸碰可小為一個或多個重建單元中的正或負的衰減值變化。
3.資料處理
在本發明之實施例中，處理衰減值即可偵測觸控面中重建單元所構成的網格上的觸碰。重建單元網格係如第3圖所示。這些單元可具有各種形狀、尺寸，並在觸控面上有著各式各樣的分佈形態，但是，每個單元在觸控面上都有已知的位置及範圍。
本發明之觸碰偵測技術係透過觀察觸控面上觸碰發生處之一隔離區域上的衰減量變化，以及觀察觸控面上其他大部分未被觸碰所影響之區域。如下文所述，參照第3圖的三個單元 j1-j3，藉由評估特徵單元值即可獲知所選取的單元是否包含該觸碰，而其中該特徵單元值是依據與所選單元相交的偵 測線上的衰減值所計算得來的。下述實施例中之衰減值係採用不同的格式，其中衰減值可由觸控面上時間間隔△t 內的一正向觸碰T1與一負向觸碰T2表示，如第3圖所示。
第4A圖繪示與單元 j1相交的偵測線，其上具有正向觸碰T1，而第5A圖為該偵測線之衰減值曲線圖。在第5A圖中，衰減值係以第4A圖中偵測線的連續角為順序。如圖所示，偵測線具有正的衰減值。
第4B圖繪示與單元 j2相交的偵測線，其靠近負向觸碰T2，但與負向觸碰T2相隔離，而第5B圖為第4B圖中偵測線的衰減值，其亦以角度為順序排列。如圖所示，偵測線的大部分具有接近零的衰減值，其中小部分與正向觸碰T1相交的具有正衰減值，而大部分與負向觸碰T2相交的具有負的衰減值。
第4C圖繪示與單元 j3相交的的偵測線，其靠近正向觸碰T1，但與正向觸碰T1相隔離，而第5C圖為第4C圖中偵測線的衰減值，其亦以角度為順序排列。如圖所示，偵測線的大部分具有接近零的衰減值，其中與正向觸碰T1相交、相對大的部分具有正衰減值。
第5A圖至第5C圖為與一既定單元相交的偵測線之衰減值之分佈，其中該既定單元具有觸碰存在與否之資訊。不同單元 j1-j3間的不同分佈繪示於第6A圖至第6C圖中，其分別為第5A圖至第5C圖中之衰減值以大小排列後之曲線圖。
在本發明之實施例中，既定單元中觸碰的存在與否係依據一特徵單元值而定。該特徵單元值通常用以表示未與任何物件相交的一個或多個偵測線，如果該既定單元中具有這 樣的偵測線的話。否則，特徵單元值係用以表示與既定單元中單一物件相交的一個或多個偵測線。為了使特徵單元值具有理想的特性，衰減值必須視其格式做不同的處理。
必須強調的是，雖然特徵單元值不一定是各個單元中衰減量的正確評估值，但其主要可用來計算並偵測一單元中觸碰存在與否。
此外，即使偵測線D在圖中以細線繪示，該等偵測線可為觸控面1上具有特定寬度的條帶。
3.1累計格式中之衰減值
若衰減值採用累計格式，則所有觸控面上的觸碰皆可以正衰減值表示。因此，未受到觸碰影響的偵測線具有最小衰減值，而受到觸碰影響的偵測線之衰減值則會隨著觸碰的數量而增加。如果污染的影響不明顯，或是有效地受到抑制時，則最小衰減值會接近零。可以了解的是，藉由選出表示相交偵測線中的最小衰減值的特徵單元值，即可得到特徵單元值的理想屬性。
特徵單元值之計算可參照第7圖，此為簡化的實施例，具有三個單元 j10、 j11、 j12、一強觸碰T1(衰減值α)、一弱觸碰T2(衰減0.1值α)，以及三個偵測線 D 10 ， D 20 ， D 21 。因此，可以預期的是，偵測線 D 10 、 D 20 、 D 21 呈現的衰減值分別近似1.1α、α與0。單元 j10與 j11在相交偵測線之間的最小衰減值分別為α與0。顯然，找出最小值即可正確的指出這些單元中是否存在一觸碰。此方法可與用以估計單元值的後投射函數相比。後投射函數產生各個單元值，其值等於相交的偵測線之衰減值之平 均，使得單元 j10與 j11產生1.05α與0.55α之單元值。單元值會使觸碰偵測變得更加困難。
本領域技術人員很容易理解到，使用最小值一般會產生一個特徵單元值，其可表示一個單元是否包含觸摸，更實際的偵測線配置係如第4A圖至第4C圖所示。就算第4A圖至第4C圖以不同格式表示觸碰，第4A圖與第4C圖仍可用來示範使用最小值做為特徵單元值之例如(因為這些圖中的偵測線並未與負向觸碰相交)。如第5A圖所示，當單元中具有一觸碰(第4A圖)時，所有相交的偵測線皆會衰減。顯然，最小衰減值為單元衰減的最好估計值。如第5C圖所示，當單元中沒有觸碰時(第4C圖)，至少部份相交的偵測線將不再衰減，而此最小的衰減值也可做為該單元衰減的最好估計值。
特徵單元值可透過其他方法估測，只要其能產生相當於最小值的結果即可，例如，相交的偵測線之衰減值中的百分位值。百分位值為一衰減值，比該值低時，衰減值的百分比會降低。舉例而言，可估計特徵單元值之百分位值為10或更小，最好為5以下。在替代方法中，可將特徵單元值計算為此百分位數下的平均衰減值，或既定數量最小衰減值的平均值。
3.2不同格式的衰減值
若衰減值採用不同格式，則很有可能是以觸控面上的正衰減值("正向觸碰")及共存的負衰減值("負向觸碰")表示。因此，不會被觸碰影響的偵測線將具有零(或接近零)衰減，而會被觸碰影響的偵測線會具有正或負的衰減值(也有可能出現零衰減，如何同時受到正向及負向觸碰時)。如下文所述， 藉由計算相交的偵測線中的衰減值之間集中趨勢的強度量測，可取得理想的特徵單元值。"集中趨勢的強度量測值"在統計學中是個為人所熟知的術語。與平均值相反，此為資料集的集中趨勢之量測值，集中趨勢的強度量測值能抑制資料集的離群，離群即資料集中明顯偏差之資料。此在業界中亦可稱為「擊穿點」。常用的集中趨勢的強度量測值是中位數，為資料集之中排在最中間的值。此外較常用的是截斷均值(truncated mean)或修剪均值(trimmed mean)，其作法是將資料集排序後最高或最低的部分去除(一般會同時去除兩者)後再求取平均。修剪均值等於是從中位數附近之數值中求取平均。舉例而言，修剪均值可從第25個百分點到第75個百分點之間(或此範圍下的其他任何範圍)的資料值中求取平均值。
中位數及其近似作法之使用可參照第8圖，此為簡化的實施例，具有四個單元 j10、 j11、 j12、 j21、一正向觸碰T1(衰減0.1α)、一強的正向觸碰T2(衰減1α)、一強的負向觸碰T3(衰減-α)以及五條偵測線 D 8 、 D 15 、 D 17 、 D 25 、 D 40 。因此，可以預期的是，偵測線 D 8 、 D 15 、 D 17 、 D 25 、 D 40 分別表示近似的衰減值α、α、α、0與1.1α。單元 j12之相交的偵測線之中位數衰減值為α。顯然，找出中位數值即可正確的指出這些單元中是否存在一觸碰。前述的後投射函數會產生單元 j12之單元值0.82α，這顯然並不正確。
熟悉本技藝人士可了解到，透過使用集中趨勢的強度量測值(例如中位數)，一般可產生一單元值，該值指出一單元是否具有一觸碰，實際的偵測線如第4A圖至第4C圖所 示。如第5A圖所示，當單元具有一觸碰(第圖4A)時，所有與其相交的偵測線皆會被衰減。顯然，中位數衰減值有利於評估單元中的衰減值。如第5B圖所示，當單元中沒有觸碰時(第4B圖)，某些偵測線會被正向觸碰衰減，而某些偵測線會被負向觸碰衰減，但相交的偵測線有很大一部分比例不會被衰減，而中位數衰減值可為單元中衰減值的較好估測值。在第3圖中單元 j1-j3之中位數可分別由第6A-6C中排列後的衰減值各自的範圍 M i1 、 M i2 、 M i3 指出。對單元 j1、 j2、 j3而言，可計算得到其中位數分別為0.173、-0.002與0.004，接近實際值0.20、0與0。
第3.1節與第3.2節說明本發明優於習知觸碰偵測技術之處。第一，接觸狀態可依據相交的偵測線之衰減值中取得的量測值中判斷得知。因此，本發明可避免使用斷層處理，因此可消除斷層處理會導致的重建錯誤。第二，相對於斷層處理技術，本發明並非為特定觸控面之偵測線所設計。第三，本發明有助於當觸控面上有強觸碰時偵測到弱觸碰。此外，如後文所述，本發明之技術可輕易改善弱觸碰之偵測。第四，本發明之技術可用以驗證觸控面上關注區域(Region of Interest，ROI)中之單元。舉例而言，如下文所述，本發明之技術可與傳統影像重建(例如，斷層掃描)一併用來驗證影像重建技術所產生之2D衰減值圖譜中的某些區域。ROI可依據2D圖譜來定義，例如，用以搜尋2D圖譜中強觸碰之外的弱觸碰、搜尋被視為具有重建錯誤之區域中的觸碰、驗一個區域中是否包含多個觸碰。
下文將分別參照第9A圖與第9B圖之流程圖說明兩 個用以在觸控感測裝置(例如前述的FTIR系統)進行觸控感測的示範方法。由於本發明之這些方法只有在衰減值的格式以及特徵單元值的計算上面有所不同，因此下文將一併說明。各方法皆重覆執行步驟90-97，而這些步驟一般由訊號處理器10(第1-2圖)執行。在本文中，步驟90-97構成「框架」及「重複」。
各個框架開始於資料收集步驟90，在該步驟中，量測值係由FTIR系統中的光感測器3所取得，一般是從前述的投射訊號中取樣。資料收集步驟90的結果是取得各偵測線的投射值。在現有框架下取得投射值一併簡記為 I t 。可以注意到的是，資料可以(但不必)從FTIR系統中所有的偵測線上收集。，資料收集步驟90也包括預先處理量測值，例如，為了減少雜訊而進行濾波。
在第9A圖中的轉換步驟91中，處理了投射值 I t 以產生具有累計格式的衰減值。在第9B圖的轉換步驟91'，處理了投射值 I t 以產生具有不同格式的衰減值。步驟91係關於檢索適當的參考值，其在第9A圖至第9B圖中標示為的REF。如圖所示，參考值可由記憶體14中檢索而得，或由訊號處理器10執行其他程序而得。
在步驟92，此框架下辨識出至少一關注區域(ROI)。ROI指出將被處理以偵測觸碰的單元。ROI可由記憶體14中檢索而得，或由訊號處理器10執行其他程序而得。ROI之判斷可參照下文關於第10圖與第12圖的內容。在某些實施例中，例如，若所有框架的ROI都相同，並用以指出整個表面、或一個或多個子區域時，可刪除步驟92。
此程序進入步驟93-96。在步驟93中選擇ROI的一單元。在步驟94中，辨識出與所選單元相交的偵測線，舉例來說，可依據記憶體14中一預設的單元對應偵測線關係圖。第9A圖至第9B圖中的對應圖，可直接或間接關聯至與各單元相交的一組偵測線。或者，對應圖亦可透過即時運算取得。在第9A圖的步驟95中，產生的特徵單元值係表示相交的偵測線中的最小衰減，如第3.1節所述。在第9B圖的步驟95'中，產生的特徵單元值為相交的偵測線的衰減值的集中趨勢的強度量測值，如第3.2節所述。當ROI中有其他單元時，步驟96將回到步驟93。否則，步驟97將判斷該ROI中該單元之接觸狀態，舉例而言，可藉由比對特徵單元值與一既定範圍或(全域或區域的)臨界值而得。之後，步驟97輸出該接觸狀態。
可以了解的是，第9A圖至第9B圖僅為例示，所述步驟皆可被修改或刪除。在一變型範例中，可在步驟95/95'即判斷並輸出該接觸狀態。此外，所述步驟亦可同步執行。舉例而言，資料收集步驟90之後續步驟亦可與步驟91/91'-97中之任意步驟同時啟動。
雖然第9A圖至第9B圖中並未繪示，但可以了解的是，圖中的方法包括一起啟步驟，用以定義重建網格。重建網格可由記憶體14所取得之資料定義。此外，重建網格亦可為步驟93-96的內含定義。
4.改進與擴充
在一變型範例中，第9A圖至第9B圖之方法可與一影像重建技術整合，其可應用在衰減值(或其他格式的任何對 應值)至少一部分之上，藉以產生全部或部分觸控面上的相干區域(例如，衰減值)的2D圖譜。此方法可採用各種影像重建技術，包括斷層掃描方法，如：濾波反射投影(Filtered Back Projection)、FFT基礎演算法、代數重建技術(Algebraic Reconstruction Technique，ART)、同步代數重建技術(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique，SART)等。另一方面，影像重建處理可藉由應用一個或多個基礎函數及/或統計方法(例如貝葉斯反轉)產生2D圖譜。為觸控系統所設計的影像重建技術之實例可見於申請於2012年10月24日的專利文獻WO2010/006883、WO2009/077962、WO2011/049511、WO2011/139213、WO2012/050510與PCT/SE2012/051142之中，這些文獻皆為本發明之參考。傳統影像重建技術可見於數學文獻中，例如Natterer所著“The Mathematics of Computerized Tomography”及Kak與Slaney所著“Principles of Computerized Tomographic Imaging”。
本發明之技術可與各種利用2D圖譜的技術整合，藉以達到附加優勢。在下文中，第9A圖至第9B圖中的兩個主要實施例整合了2D圖譜分析與觸碰偵測技術。
在第一主要實施例，藉由處理2D圖譜可辨識對應至一觸碰的峰值，而峰值的區域就可做為步驟92的ROI輸入。藉此方式，本發明的觸碰偵測可用以驗證各ROI中的單元是否存在一個或一個以上的觸碰。
在第一主要實施例的一特殊範例中，如第10圖所示，可執行步驟92-96以檢查是否2D圖譜102中特別大或形狀不 規則的峰值100對應至觸碰T1、T2。因此，本發明觸碰偵測可局部地改善2D圖譜102相對於觸碰位置與範圍的解析度。
在第二主要實施例中，藉由處理2D圖譜可辨識對應至一觸碰的峰值(ROIs)，而步驟95或95'可用以在計算特徵單元值時排除被峰值(ROIs)影響的相交偵測線。因此，對各個所選的單元而言，可從無法通過峰值(ROIs)的相交測測線之衰減值中計算出特徵單元值。如第11圖所示，其繪示了具有兩個正峰值T3、T4的2D圖譜102。當步驟95或95'處理第11圖中的重建單元 j1時，屬於白色區域的衰減值可被排除，因為已經知道他們能夠通過峰值T3、T4。藉由排除這些衰減值，即可偵測重建單元中一弱觸碰的存在，就算它無法在2D圖譜102中被偵測出來。排除衰減值的方法也可用以驗證2D圖譜102中可被偵測出來的一弱觸碰。在第二主要實施例的一變型範例中，步驟95或95'可用以排除會被強峰值(例如，超出既定臨界值)所影響的相交偵測線。
第二主要實施例可與第一主要實施例合併以進一步改善ROI中單元的驗證機制。回到第10圖，其依據第一主要實施例執行步驟92-96的第一輪藉以驗證峰值100的單元。若第一輪的結果是未包括一觸碰的單元(例如，在觸碰T1、T2間的間隙區域中的單元104，如第12圖所示)，則這些單元將進一步被步驟92-96的第二輪所驗證，此輪可採用第二主要實施例，並將ROI設定為間隙區域104(或其一部分)。在第二輪中，步驟95或95'排除被觸碰T1與T2所影響的相交偵測線。舉例而言，唯有偵測線屬於第12圖的深色區域中時，步驟95或95'可計算特 徵單元值。此方法可增進判斷峰值100中各單元接觸狀態的可靠度。
可以了解的是，第一與第二主要實施例可進行各種組合，不輪是依序執行或同步執行，皆可用以改善觸碰偵測機制。此外，第一與第二主要實施例也可用以驗證具有重建重建錯誤之區域，藉以搜尋可能隱藏在重建錯誤之下的弱觸碰。
此為一種透過影像重建程序在2D圖譜中偵測峰值的替代或補充作法，在此作法中，可藉由先前多個框架中觸碰的位置來預測現有框架下觸碰的位置。在另外的替代及補充方法中，亦可依據專利文獻WO2011/049513辨識出多個候選框架，並藉此評估現在框架中峰值或關注區域的位置。
在另一組合之中，本發明之技術可為一ROI內的所有單元產生接觸狀態，處理該接觸狀態即可辨識一個或多個將會被影像重建程序所重新建立的區域(即重建區域。舉例而言，若所選出的重建區域可排除掉該接觸狀態所指出的強觸碰，則可避免發生重建錯誤。
在另一變型範例中，第9A圖至第9B圖之步驟94亦可包括一子步驟，用以正規化相交的偵測線的衰減值。因此在步驟95/95'之前(步驟95/95'之上游)即完成正規化，達到降低互動強度與不同相交偵測線之間的差異。互動強度是用以量測各偵測線是如何受到選出的重建單元中一致衰減量的影響。因此選出的重建單元的各個相交的偵測線被賦與一互動強度，標示為 P i,j ，其中 j 表示重建單元，而 i 表示相交的偵測線。預先計算互動強度 P i,j 即可呈現出相交的偵測線與重建單元之間的重疊 程度，舉例而言，可透過在偵測線與重建單元之間進行線積分計算之。線積分或可用以取得偵測線之寬度，也可能取得寬度方向上的強度分佈。互動強度 P i,j 亦可標示為"交集值"，其表示偵測線與重建單元之間的相互重疊關係。
在一例中，第13圖繪示一偵測線 D i ，其與一組單元 j50、 j51、 j70、 j71相交。可以了解的是， P i,j51 將大於 P i,j70 ，而 P i,j70 又大於 P i,j71 。若偵測線 D i 被認為具有延伸進入單元 j50之寬度時，則 P i,j50 具有一小值。
因此，步驟94可用以存取記憶體14，藉以取回所選單元的一組互動強度，並透過該互動強度值正規化對應的各個衰減值。為了避免歧異，互動強度值可在記憶體14中儲存為1/P i,j 。
第14A圖至第14C圖分別繪示單元 j1、 j2與 j3之互動強度，其中各圖指出對應至第5A圖至第5C圖中的衰減值。第15A圖至第15C圖繪示依照大小順序排列的對應正規化衰減值。藉由比較第14A圖至第14C圖與第15A圖至第15C圖可以發現，正規化可減少衰減值的變異性，進而改善步驟95/95'所求得之特徵單元值。
第3圖中的單元 j1-j3之中位數可由第15A-15C圖中排序後的衰減值之範圍 M i1 、 M i2 、 M i3 所表示。對單元 j1、 j2、 j3而言，可計算出中位數分別為0.201、-0.002與0.005。如圖所示，正規化可使單元 j1單元值變化成接近真實值0.20。後投射函數，係依據互動強度而定義如下：其 N 為單元 j 之相交偵測線之數量，而為單元 j 之各個偵測線之衰減值。為了進 行比較，對單元 j1、 j2與 j3而言，此後投射函數可分別產生單元值0.145、-0.022、與0.109。這些單元值明顯錯誤，造成觸碰偵測困難。
5.硬體實施例
本發明各實施例之觸碰偵測技術可由一資料處理裝置(第1-2圖元件10)實施，該資料處理裝置耦接至由觸控感測裝置中感測器3所取樣的量測值。第14圖繪示一資料處理裝置10，其用以第9A圖與第9B圖之方法。裝置10包括一輸入10A，用以接收輸出訊號。裝置10更包括一單元定義元件(或手段)140，用以定義觸控面上之重建單元網格、一資料收集元件(或手段)141，用以取得現有的投射值、一轉換元件(或手段)142，用以產生累計格式或其他不同格式的衰減值、一ROI元件(或手段)143，用以識別關注區域、一單元值計算元件(或手段)144，用以依據第9A圖之步驟94-95或第9B圖之步驟94-95’重複產生特徵單元值、一狀態判斷元件(或手段)145，用以依據特徵單元值判斷單元之接觸狀態，以及一輸出10B，用以輸出該接觸狀態。
裝置10可被一特殊用途軟體(或韌體)所實施，該軟體或韌體可操控一個或多個通用或專用的計算裝置。從本文可以了解的是，此計算裝置之「單元」或「手段」與方法步驟具有相等概念；硬體與軟體之間並非必定存在一個對應一個的元件/手段。硬體的一部分有時包括不同的手段/元件。舉例而言，當執行一個指令時，處理單元可被視為一元件/手段；而當執行另一指令時，處理單元即被視為另一元件/手段。此外，單 一元件/手段可應付某些情況的一指令，以及其他某些情況下的複數個指令。當然，可以了解的是，這些元件(手段)可完全由模擬硬體元件所執行。
軟體控制裝置10可包括一個或多個處理單元處理單元(第1圖元件14)，例如，一CPU("Central Processing Unit")、一DSP("Digital Signal Processor")、一ASIC("Application Specific Integrated Circuit")、離散的數位或類比元件，或其他可編程邏輯裝置，例如FPGA("Field Programmable Gate Array")。裝置10更包括一系統記憶體或一系統匯流排，該系統匯流排可耦接各個系統元件，包括將系統記憶體耦接至處理單元。系統匯流排可為各種型式的匯流排結構，包括記憶體匯流排或記憶體控制器、一周邊匯流排、以及使用各式各樣匯流排架構的區域匯流排。系統記憶體可包括電腦儲存記憶體，型式可為揮發式或非揮發式記憶體，例如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)與快閃記憶體。專用軟體、參考值(REF)、將單元對應至偵測線的關注區域資料(ROI)，以及其他程序執行期間所需資料，皆可諸存於系統記憶體，或其他可移除/不可移除、揮發性/非揮發性電腦儲存媒體之中，電腦儲存媒體又包括於該電腦裝置之中，或被該電腦裝置存取，其包括磁性媒體、光學媒體、快閃記憶卡、數位磁帶、固態RAM、固態ROM等。資料處理裝置10包括一個或多個通訊介面，例如串列介面、並列介面、USB介面、無線介面、網路適配器等，此外亦包括一個或多個資料擷取裝置，例如類比至數位轉換器。專用軟體可透過任何適當的電腦可讀取媒體(包括記錄媒體、唯讀 記憶體)應用於裝置10之上。
前文已透過最實用以及最佳實施例說明本發明，然而，可以了解的是，本發明不限於前述實施例，相反地，本發明可涵蓋各種修改或等效配置，只要不超出後附申請專利範圍之精神即可。
舉例而言，衰減值不必嚴僅地表示個別的偵測線之衰減，但可被視為"互動值"，可表示廣義上的相互作用。本文特定格式的衰減值皆可做各種變更，包括縮放及偏移。在其他變型的範例中，互動值可為傳輸量(例如，正規化參考值而得到的投射值)、能量差(例如，投射值與參考值間之差值)，或能量差的對數。亦可將投射值做為互動值使用。可以了解的是，藉由承受投射訊號可產生互動值以進行數位濾波。舉例而言，互動值表示短期改變(即對應至時間間隔△t 期間的互動值改變)，其可藉由對各別投射訊號進行高通濾波而得。
熟悉本技藝人士可輕易應用本發明之技術以取得替代的互動值。舉例而言，如果衰減值在累計格式中係以負值表示的話，特徵單元值可以一最大值取代最小值。實際上，最大值/最小值是一般偵測原則的應用，根據此原測，特徵單元值可表示與目標值接近的互動值之一子集，其中目標值是用以指出互動並不存在。藉由將相交的偵測線之互動值與目標值或包括目標值的範圍進行比對，即可辨識出互動值之子集。目標值設定為零，而辨識互動值之子集可為最大或最小值的取樣評估值。在另一實施例中，當互動不存在係以非零之值表示時，目標值可設定為不等於零。熟悉本技藝人士可了解到，此一般 性偵測原則不僅可應用於累計格式中的互動值，亦可應用到不同格式的互動值之上，因為其可辨識出所有不會被觸碰影響的單元。
熟悉本技藝人士也可了解到，使用集中趨勢的強度量測一般可用以辨識互動值大於或小於目標值的觸碰(目標值表示互動不存在)。因此，目標值可為正值、負值或零。
同樣必須注意的是，本發明之偵測方法不僅可用以偵測觸碰，其對應至觸控面上受到主動控制的物件亦可用以偵測觸控面上的污染位置或污染變化。
14‧‧‧記憶體
90~97、91’、95’‧‧‧步驟

Claims (22)

  1. 一偵測平面(4)上一物件之方法，其中該平面(4)用以傳輸該平面(4)內之一訊號，使得該物件可藉由接觸該平面(4)之一觸控面(1)影響該訊號；該方法包括下列步驟：定義複數個與該觸控面(1)相關的重建單元，各重建單元在該觸控面(1)上具有一既定位置，其分別與該觸控面(1)上該訊號的一組傳輸路徑(D)相交；由一訊號檢測裝置(3)取得一輸出訊號，該檢測裝置用以量測各傳輸路徑(D)之一訊號屬性；處理該輸出訊號，藉以得到各傳輸路徑(D)的一互動值；以及依據該組傳輸路徑(D)與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值；其中該單元值係該互動值之一子集之函數，該互動值接近用以指出互動不存在的一目標值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該傳輸路徑(D)上該物件與該訊號之間的互動可以一既有記號之一互動值表示。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該互動值係以互斥非負值與互斥非正值表示該傳輸路徑(D)上該物件與該訊號之互動。
  4. 如申請專利範圍第1-3項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該目標值設定為零。
  5. 如申請專利範圍第1-4項所述之偵測平面上一物件之方 法，其中該單元值可由下列其中數值中取出：一單一互動值、一百分位值，以及與該選出的重建單元相交的組傳輸路徑(D)之該互動值中一百分比內的平均互動值。
  6. 如申請專利範圍第1-5項所述之偵測平面上一物件之方法，更包括一步驟：藉由比較該單元值與一臨界值，判斷該選出的重建單元之一接觸狀態，其中該接觸狀態係用以指出該選出的重建單元中該物件之存在與否。
  7. 如申請專利範圍第1-6項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該訊號檢測裝置(3)係用以透過該平面之一前表面(5)與一相對面(6)之間的內部反射量測沿著該平面(4)內該傳輸路徑(D)傳播之光線能量，其中該前表面(5)界定該觸控面(1)，並且可使光線受到該物件的互動而衰減。
  8. 一偵測平面(4)上一物件之方法，該平面(4)用以傳送該平面(4)內之訊號，使得該物件藉由接觸該平面(4)之一觸控面(1)即可與該訊號互動；該方法包括下列步驟：定義複數個與該觸控面(1)相關的重建單元，各重建單元在該觸控面(1)上具有一既定位置，其分別與該觸控面(1)上該訊號的一組傳輸路徑(D)相交；由一訊號檢測裝置(3)取得一輸出訊號，該檢測裝置(3)用以量測各傳輸路徑(D)之一訊號屬性；處理該輸出訊號，藉以得到各傳輸路徑(D)的一互動值，該傳輸路徑(D)上該物件與該訊號之間的互動可表示成大於或小於一目標值的一互動值，其中該目標值用以表示該互動不存在的一目標值；以及 依據該組傳輸路徑與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值；其中該單元值係為該組傳輸路徑(D)之至少部分互動值的集中趨勢強度量測值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該集中趨勢的強度量測係用以表示該等互動值中至少一部分的中位數值。
  10. 如申請專利範圍第8或9項所述之偵測平面上一物件之方法，更包括下列步驟：評估該物件在該觸控面(1)上之一位址；並依據該位置為該選出的重建單元選擇該組傳輸路徑(D)之一子集，其中該傳輸路徑(D)與該選出的重建單元相交，其中該子集排除與該等物件中至少一者之位置相交的傳輸路徑(D)，其中該集中趨勢的強度量測為該選出的子集之該互動值。
  11. 如申請專利範圍第8-10項所述之偵測平面上一物件之方法，更包括步驟：在產生該單元值之前，藉由各傳輸路徑(D)與各該選出的重建單元之間重疊部分所對應的各交集值，將與該選出的重建單元相交的該互動值予以正規化。
  12. 如申請專利範圍第8-11項所述之偵測平面上一物件之方法，其中產生該單元值之步驟係執行於該觸控面(1)上一關注區域(100)內的複數個選出的重建單元上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之偵測平面上一物件之方法，更包括：藉由對該傳輸路徑(D)之部分互動值執行一影像重建演算 法，以產生相干區域之二維分佈(102)，其中該相干區域表示該觸控面(1)上之互動情況；以及處理該二維分佈(102)以對關注區域(100)進行辨識。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該二維分佈中所識別出的該關注區域(100)包含至少一物件。
  15. 如申請專利範圍第13或14項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該關注區域(100)指出一物件之存在的一相干區域。
  16. 如申請專利範圍第8-15項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該互動值係表示相對於該傳輸路徑(D)之一參考值上之互動的改變。
  17. 如申請專利範圍第8-16項所述之偵測平面上一物件之方法，更包括步驟：藉由比較該單元值與一臨界值判斷該選出的重建單元之一接觸狀態，其中該接觸狀態指出該選出的重建單元中一物件之存在與否。
  18. 如申請專利範圍第8-17項所述之偵測平面上一物件之方法，其中該訊號檢測裝置(3)係用以透過該平面(1)之一前表面(5)與一相對面(6)之間的內部反射量測沿著該平面(4)內該傳輸路徑(D)傳播之光線能量，其中該前表面(5)界定該觸控面(1)，並且可使光線受到該物件的互動而衰減。
  19. 一計算機可讀取媒體，包括計算機碼，當其於資料處理系統執行時可實現申請專利範圍第1-18項所述之方法。
  20. 一在一平面(4)上偵測物件之裝置，其中該平面(4)用以傳送該平面(4)內之訊號，使得該物件藉由接觸該平面(4)之一觸 控面(1)即可與該訊號互動，該裝置包括：定義複數個與該觸控面(1)相關的重建單元之手段(140)，重建單元在該觸控面(1)上具有一既定位置，其分別與該觸控面(1)上該訊號的一組傳輸路徑(D)相交；由一訊號檢測裝置取得一輸出訊號之手段(141)，該檢測裝置(3)用以量測各傳輸路徑(D)之一訊號屬性；處理該輸出訊號藉以得到各傳輸路徑(D)的一互動值之手段(142)；以及依據該組傳輸路徑(D)與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值之手段(144)；其中該單元值係該互動值之一子集之函數，該互動值接近用以指出互動不存在的一目標值。
  21. 一偵測平面(4)上一物件之裝置，其中該平面(4)用以傳送該平面(4)內之訊號，使得該物件藉由接觸該平面(4)之一觸控面(1)即可與該訊號互動，該裝置包括：定義複數個與該觸控面(1)相關的重建單元之手段(140)，各重建單元在該觸控面(1)上具有一既定位置，其分別與該觸控面(1)上該訊號的一組傳輸路徑(D)相交；由一訊號檢測裝置(3)取得一輸出訊號之手段(141)，該檢測裝置用以量測各傳輸路徑(D)之一訊號屬性；處理該輸出訊號，藉以得到各傳輸路徑(D)的一互動值之手段(142)，該傳輸路徑(D)上該該物件與該訊號之間的互動可表示成大於或小於一目標值的一互動值，其中該目標值用以表示該互動不存在的一目標值；以及 依據該組傳輸路徑(D)與該等重建單元中一選出的重建單元之互動值，產生該選出的重建單元之一單元值之手段(144)；其中該單元值係為該組傳輸路徑(D)之至少部分互動值的集中趨勢強度量測值。
  22. 一觸控感測裝置，包括：一平面(4)，用以將訊號由複數個周邊輸入耦合點傳送至複數個周邊輸出耦合點，藉此界定該平面(4)上輸入及輸出耦合點間沿著觸控面(1)延伸的傳輸路徑(D)；在該輸入耦合點上產生該訊號之手段(2)；一訊號檢測裝置(3)，依據在該輸出耦合點所偵測到的訊號產生一輸出訊號；以及如申請專利範圍第20或第21所述之可用以偵測物件之該裝置(10)。
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